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 屋頂排水方式

1、無(wú)組織排水：又稱(chēng)自由落水,是指屋面雨水直接從檐口落至室外地面的一種排水方式.具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn),但屋面雨水自由落下會(huì)濺濕墻面,外墻墻腳常被飛濺的雨水侵蝕,影響到外墻的堅(jiān)固耐久性,并可能影響人行道的交通.無(wú)組織排水方式主要適用于少雨地區(qū)或一般低層建筑,不宜用于臨街建筑和高度較高的建筑.

2、有組織排水：屋面雨水通過(guò)排水系統(tǒng),有組織地排至室外地面或地下管溝的一種排水方式.具有不妨礙人行交通、不易濺濕墻面的優(yōu)點(diǎn),因而在建筑工程中應(yīng)用非常廣泛.但與無(wú)組織排水相比,其構(gòu)造較復(fù)雜,造價(jià)相對(duì)較高.

外排水：常用外排水方式有女兒墻外排水、檐溝外排水、女兒墻檐溝外排水三種（圖8-7）.在一般情況下應(yīng)盡量采用外排水方案,因?yàn)橛薪M織排水構(gòu)造較復(fù)雜,極易造成滲漏.在一般民用建筑中,最常用的排水方式有女兒墻外排水和檐溝外排水兩種.

內(nèi)排水：水落管位于外墻內(nèi)側(cè).多跨房屋的中間跨為簡(jiǎn)化構(gòu)造,以及考慮高層建筑的外立面美觀(guān)和寒冷地區(qū)防止水落管冰凍堵塞等情況時(shí),可采用內(nèi)排水方式.

泛水是建筑上的一種防水工藝,通俗的說(shuō)其實(shí)就是在墻與屋面,也就是在所有的需要防水處理的平立面相交處進(jìn)行的防水處理,說(shuō)白了就是用防水材料把墻角包住.和散水不同 

其構(gòu)造要點(diǎn)及做法為：

（1）將屋面的卷材繼續(xù)鋪至垂直墻面上,形成卷材防水,泛水高度不小于250mm.

（2）在屋面與垂直女兒墻面的交接縫處,砂漿找平層應(yīng)抹成圓弧形或45度斜面,上刷卷材膠粘劑,使卷材膠粘密實(shí),避免卷材架空或折斷,并加鋪一層卷材.

（3）做好泛水上口的卷材收頭固定,防止卷材在垂直墻面上下滑.一般做法是：在垂直墻中鑿出通長(zhǎng)的凹槽,降卷材收頭壓入凹槽內(nèi),用防水壓條釘壓后再用密封材料嵌填封嚴(yán),外抹水泥砂漿保護(hù).凹槽上部的墻體亦應(yīng)做防水處理.

泛水是指屋面女兒墻、挑檐或高低屋面墻體的防水做法,其主要作用就是保證女兒墻、挑檐、高低屋面墻不受雨水沖刷,以及保護(hù)屋面其余地方的防水層（不至于進(jìn)水）.

虹吸式屋頂雨水系統(tǒng)的原理就是依靠特殊的雨水斗的設(shè)計(jì)，實(shí)行汽水分離，從而使雨水立

管中為滿(mǎn)流狀態(tài)，當(dāng)立管中的水達(dá)到一定的容量時(shí)，虹吸作用就產(chǎn)生了。在降雨過(guò)程中，由于連續(xù)不斷的虹吸作用，整個(gè)系統(tǒng)得以令人驚奇的快速排除屋頂上的雨水。

1．虹吸系統(tǒng)簡(jiǎn)介

　　1.1 虹吸式屋面排水系統(tǒng)的特點(diǎn) 

　　虹吸式排水系統(tǒng)在降雨初期，屋面雨水高度未超過(guò)雨水斗高度時(shí)，整個(gè)排水系統(tǒng)工作狀況與重力排水系統(tǒng)相同。 

　　隨著降雨的持續(xù)，當(dāng)屋面雨水高度超過(guò)雨水斗高度時(shí)由于采用了科學(xué)設(shè)計(jì)的防漩渦雨水斗，通過(guò)控制進(jìn)入雨水斗的雨水流量和調(diào)整流態(tài)減少漩渦，從而極大地減少了雨水進(jìn)入排水系統(tǒng)時(shí)所夾帶的空氣量，使得系統(tǒng)中排水管道呈滿(mǎn)流狀態(tài)，利用建筑物屋面的高度和雨水所具有的勢(shì)能，在雨水連續(xù)流經(jīng)過(guò)雨水懸吊管轉(zhuǎn)入雨水立管跌落時(shí)形成虹吸作用，并在該處管道內(nèi)呈最大負(fù)壓。屋面雨水在管道內(nèi)負(fù)壓的抽吸作用下以較高的流速被排至室外。 

　　1.2 虹吸式與重力式與面雨水排放系統(tǒng)的區(qū)別 

　　虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)系統(tǒng)排水管道均按滿(mǎn)流有壓狀態(tài)設(shè)計(jì)，因此虹吸排水系統(tǒng)中雨水懸吊管可做到無(wú)坡度敷設(shè)。同時(shí)，當(dāng)產(chǎn)生出虹吸作用時(shí)管道內(nèi)水流流速很高，因此系統(tǒng)具有較好的自清作用。而重力式排水設(shè)計(jì)計(jì)算不按滿(mǎn)流計(jì)算，雨水懸吊管的敷設(shè)坡度不得小于0.005。 

　　虹吸排水系統(tǒng)中排水管泄流量要遠(yuǎn)大于重力排水系統(tǒng)中同一管徑排水管的泄流量，也即排除同樣的雨水流量，采用虹吸排水系統(tǒng)的排水管管徑要小于采用重力排水系統(tǒng)的排水管管徑。 

　　虹吸排水系統(tǒng)其實(shí)質(zhì)是一種多斗壓力流雨水排水系統(tǒng)。因此埋地管相對(duì)重力式排水系統(tǒng)要明顯減少。 

　　目前該系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用剛剛開(kāi)始，而在國(guó)際上該系統(tǒng)已有近二十年的應(yīng)用歷史，涉及建筑有航站樓(法國(guó)戴高樂(lè)機(jī)場(chǎng)航站樓、香港新機(jī)場(chǎng)航站樓、瑞士蘇黎世機(jī)場(chǎng)航站樓)、展覽館(香港會(huì)展中心)、體育場(chǎng)(丹麥哥本哈根足球場(chǎng)、澳大利亞悉尼體育場(chǎng))、工業(yè)廠(chǎng)房(奧地利克萊斯勒汽車(chē)廠(chǎng)、法國(guó)雪鐵龍汽車(chē)廠(chǎng))、商業(yè)中心、停車(chē)場(chǎng)、貨運(yùn)倉(cāng)庫(kù)、辦公大樓等等。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，采用吉博力虹吸排水系統(tǒng)的工程項(xiàng)目有近4萬(wàn)個(gè)，約3000萬(wàn)m2屋面排水面積。

2．系統(tǒng)組成及工作情況

　　2.1 綜述 

　　屋面雨水排水系統(tǒng)一般由虹吸式雨水斗、無(wú)坡度懸吊管、立管和雨水出戶(hù)管（排出管）組成。 

　　形成虹吸式屋面雨水排放的前提條件是：必須具備擁有良好氣水分離裝置雨水斗。在設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度下，雨水斗不摻入空氣，降雨過(guò)程中利用雨水斗與出戶(hù)管之間的高差所形成的壓差，經(jīng)屋面內(nèi)排水系統(tǒng)，從戶(hù)外排除管排出。在這一過(guò)程中，排水管道中是全充滿(mǎn)的滿(mǎn)管壓力流狀態(tài)，屋面雨水的排放過(guò)程是一個(gè)在虹吸作用的結(jié)果。因此，把這樣的系統(tǒng)稱(chēng)為虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)。 

　　虹吸式雨水排放系統(tǒng)管內(nèi)壓力和水的流動(dòng)狀態(tài)是不斷變化的過(guò)程。 

　　降雨初期，雨量一般較小，懸吊管內(nèi)是一有自由液面的波浪流。根據(jù)雨量大小的不同，部分情況下初期無(wú)法形成虹吸作用，是以重力流為主的流態(tài)。隨著降雨量的增加，管內(nèi)逐漸呈現(xiàn)脈動(dòng)流，拔拉流，進(jìn)而出現(xiàn)滿(mǎn)管氣泡流和滿(mǎn)管汽水混合流，直至出現(xiàn)水的單向流狀態(tài)。 

　　降雨末期，雨水量減少，雨水斗淹沒(méi)泄流的斗前水位降低到某一特定值（根據(jù)不同的雨水斗產(chǎn)品設(shè)計(jì)而不同），雨水斗逐漸開(kāi)始有空氣摻入，排水管內(nèi)的虹吸作用被破壞，排水系統(tǒng)又從虹吸流狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹亓α鳡顟B(tài)。 

　　在整個(gè)降雨過(guò)程中，隨著降雨量的增加或減小，懸吊管內(nèi)的壓力和水流狀態(tài)會(huì)出現(xiàn)反復(fù)變化的情況。 

　　與懸吊管相似，立管內(nèi)的水流狀態(tài)也會(huì)從附壁流逐漸向氣泡流，氣水浮化流過(guò)渡，最終在虹吸作用形成的時(shí)候，出現(xiàn)接近單向流的狀態(tài)。 

　　2.2 雨水斗 

　　一般來(lái)說(shuō)，雨水斗的設(shè)計(jì)是整個(gè)虹吸系統(tǒng)的能否按設(shè)計(jì)要求工作的關(guān)鍵所在之一，它的穩(wěn)流性越好，產(chǎn)生虹吸所需的屋面匯水高度越低，總體性能就越優(yōu)越。 

　　標(biāo)準(zhǔn)型的雨水斗，它是由雨水斗底座（PE材料），碟片（ASA），格柵頂蓋(PE)組成。另外根據(jù)需要可提供通用型的絕緣底座，固定件，法蘭片，焊接片，防火保護(hù)帽，微型加熱電圈等配件。 

　　壓力流(虹吸式)雨水斗材質(zhì)為HDPE、鑄鐵或不銹鋼。其各部分有不同的結(jié)構(gòu)功能。雨水斗置于屋面層中，上部蓋有進(jìn)水格柵。降雨過(guò)程中，雨水通過(guò)格柵蓋側(cè)面進(jìn)入雨水斗，當(dāng)屋面匯水達(dá)到一定高度時(shí)，雨水斗內(nèi)的反渦流裝置將阻擋空氣從外界進(jìn)入同時(shí)消除渦流狀態(tài)，使雨水平穩(wěn)地淹沒(méi)泄流進(jìn)入排水管。虹吸式雨水斗最大限度減小了天溝的積水深度，使屋面承受的雨水荷載降至最小，同時(shí)提高了雨水斗的額定流量。 

　　目前比較領(lǐng)先的產(chǎn)品，完全可以做到部分通用。它的最大優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)于不同功能及材料的屋頂系統(tǒng)，產(chǎn)品具有廣泛的適用性。換句話(huà)說(shuō)，一種雨水斗通過(guò)于相應(yīng)的配件組合就能適合不同的屋頂，例如：混凝土屋頂，金屬屋頂，木屋頂，考慮人行走或綠化的屋頂，屋面不平呈梯形結(jié)構(gòu)的屋頂?shù)?。雨水斗是整個(gè)虹吸系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。對(duì)于整個(gè)虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)而言，最主要的就是要避免空氣通過(guò)雨水斗進(jìn)入整個(gè)系統(tǒng)。如果空氣直接進(jìn)入雨水斗，會(huì)在管道內(nèi)形成氣團(tuán)，這樣會(huì)大大降低系統(tǒng)排水效率，最終和傳統(tǒng)重力式排水系統(tǒng)一樣。 

　　因此，虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)所采用的雨水斗必須具有優(yōu)化設(shè)計(jì)的反渦流功能的蓋罩，防止空氣通過(guò)雨水斗入口處的水流帶入整個(gè)系統(tǒng)，并有助于當(dāng)斗前水位升高到一定程度時(shí)，形成水封完全阻隔空氣進(jìn)入。 

　　雨水斗的設(shè)計(jì)安裝也有一定嚴(yán)格的要求: 

　?。?）雨水斗離墻至少1米。 

　?。?）雨水斗之間距離一般不能大于20米。 

　?。?）平屋頂上如果是沙礫層，雨水斗格柵頂蓋周?chē)纳车[厚度不能大于60mm，最小粒徑必須為15mm。 

　　（4）如果雨水斗是安裝再檐溝內(nèi)，且采用焊接件的話(huà)，檐溝的寬度至少是350mm，檐溝內(nèi)的雨水斗安裝開(kāi)口為70mm × 270mm至290mm× 290mm。 

　?。?）如果雨水管是安裝在混凝土屋頂面層內(nèi)，那么屋頂至少有160mm厚。 

　　（6）斷面呈連續(xù)梯形的屋面雨水斗開(kāi)口，為安裝固定件，尺寸必須是280mm × 280mm，如果開(kāi)口大于300mm ×300mm，屋頂則需加固。 

　?。?）如果屋頂是混凝土的，雨水斗下連的雨水管管徑至少是35mm (用電焊管箍連接件連接)，與此對(duì)應(yīng)的屋頂厚度是180mm至190mm。 

　?。?）帶隔離層的屋頂隔離層厚度至少40mm。如果隔離層厚于180mm，雨水斗的底座必需延伸至能與管徑56mm的連接管相連的恰當(dāng)長(zhǎng)度。 

　　2.3 系統(tǒng)管道 

　　管道作為虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)最主要的部分，必須確保系統(tǒng)安全可靠，高效持續(xù)的運(yùn)行。虹吸式系統(tǒng)作為一個(gè)特殊的排水系統(tǒng)，其管道必須保證完全的密封性和完備的防火措施，并且做到盡可能降低噪聲，吸收震動(dòng)，抗擊沖擊外力，最大程度滿(mǎn)足抗溫度變化引起的形變。 

　　管道的完全抗?jié)B漏并不意味著系統(tǒng)密封性得到滿(mǎn)足。一般情況下，對(duì)于抗?jié)B漏的要求是允許發(fā)生小范圍的滲漏，只要有補(bǔ)救措施即可。但是虹吸系統(tǒng)一旦發(fā)生滲漏，并不易發(fā)現(xiàn)。當(dāng)突然出現(xiàn)暴雨的降雨強(qiáng)度，則可能立即造成整個(gè)系統(tǒng)崩潰。進(jìn)而因?yàn)槲菝嬗晁疅o(wú)法及時(shí)排放，超過(guò)屋面可負(fù)荷的荷載強(qiáng)度，引起屋面坍塌。 

　　當(dāng)然，微小的不密封并不一定會(huì)造成滲漏，但是足以造成漏氣，一旦排水管道內(nèi)出現(xiàn)氣團(tuán)，虹吸式排水的效率馬上大大降低，嚴(yán)重的甚至?xí)茐暮缥饔谩?nbsp;

　　由于虹吸系統(tǒng)是利用負(fù)壓排水的，因此管道的管壁必須具備相當(dāng)?shù)某袎耗芰?。但是也不是完全的剛性體。因?yàn)楹缥到y(tǒng)的負(fù)壓一般不大于-0.08Mpa。過(guò)大的負(fù)壓會(huì)導(dǎo)致管內(nèi)水流流速過(guò)快，發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，對(duì)于金屬管道或者是金屬質(zhì)地的連接處產(chǎn)生極大的傷害（-0.09Mpa已經(jīng)接近氣蝕的臨界值）。同時(shí)負(fù)壓過(guò)高也會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)極大的震動(dòng)，減少系統(tǒng)的使用壽命。 

　　管道和配件都必須具備阻燃的條件，當(dāng)建筑物一處發(fā)生火災(zāi)時(shí)系統(tǒng)能夠防止火災(zāi)被迅速傳遞到建筑物的其他部分。所以，材料本身的阻燃性并不是最重要的，整個(gè)管道系統(tǒng)的防火擴(kuò)散性才是將災(zāi)害損失降至最低的關(guān)鍵。 

　　HDPE管材的優(yōu)勢(shì) 

　　承壓性能良好，管壁在外荷載作用下，不會(huì)破裂。能抵抗沖擊壓力，減少水錘沖擊破壞，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行，維持虹作用的負(fù)壓。 

　　管道連接方式方便靈活。管道可根據(jù)需要，采用不同的連接方法，如：對(duì)焊、電焊管箍連接、法蘭連接、螺紋連接、伸縮管接頭等。HDPE還可以和鋼管，鑄鐵管，陶瓷管等其它管材的管道連接。只需通過(guò)專(zhuān)門(mén)的加熱電焊機(jī)就可以進(jìn)行操作。 

　　HDPE管道是在熱力條件下生產(chǎn)的，材料本身的張力在制造過(guò)程中已消減，所以成品以后可能產(chǎn)生的尺寸微變不會(huì)有任何危害，將熱脹冷縮引起的危害降至最小。 

　　從物理和化學(xué)性質(zhì)上看，HDPE管道的防腐能力極強(qiáng)，不受各種酸、堿、鹽所引起的電化學(xué)反應(yīng)的影響。HDPE管道比金屬管更耐磨損。抗極端溫度在 – 400c ～1000c。管子重量輕，施工方便，可以事先預(yù)制，安裝工效大大提高。 

　　HDPE管作為一種新型的節(jié)能管材，從我國(guó)目前建筑行業(yè)住宅產(chǎn)業(yè)化，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，材料集約化，建筑生產(chǎn)施工工廠(chǎng)化，管理科學(xué)化的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，是有很大的發(fā)展?jié)摿Α?nbsp;

　　2.4 輔助的固定系統(tǒng) 

　　安裝固定系統(tǒng)的主要功能是輔助安裝與固定管道。 

　　虹吸式雨水管道系統(tǒng)的固定裝置包括與管道平行的方形鋼導(dǎo)軌，管道與方形鋼導(dǎo)軌間的連接管卡(根據(jù)不同的管徑，每隔0.8至1.6米布置管卡)，用于固定鋼導(dǎo)軌的吊架及鍍鋅角。安裝固定系統(tǒng)還包括管卡配件，這些配件可以固定管道的軸向，利用錨固管卡安裝在管道的固定點(diǎn)。 

　　汽水混合流的排水過(guò)程中，有一個(gè)非常重要的要求，是關(guān)于在系統(tǒng)各部位內(nèi)負(fù)壓的限制，規(guī)定負(fù)壓不得低于-0.8公斤。其原因在于，當(dāng)負(fù)壓在-0.92公斤左右時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的氣泡會(huì)在壓力的作用下破裂，使整個(gè)管道說(shuō)系統(tǒng)產(chǎn)生劇烈振動(dòng)。 

　　因此，為保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，管道振動(dòng)的危害是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。如果振動(dòng)不加以防范，可能會(huì)影響減少建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命，也可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的破壞。安裝固定系統(tǒng)的主要功能之一是吸收這些振動(dòng)，從而避免振動(dòng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。 

　　由于溫度的變化，管道必然會(huì)發(fā)生熱脹冷縮的現(xiàn)象。在系統(tǒng)內(nèi)部形成拉力或壓力，對(duì)于管道連接處形成作用。 

　　安裝固定系統(tǒng)可以防止在剛性安裝的排放系統(tǒng)中，由于熱脹冷縮受到阻隔而產(chǎn)生的力會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的破壞，吸收熱脹冷縮導(dǎo)致的管道位移。同時(shí)，還可以避免管道因?yàn)閼覓焓芰Χ冃巍?nbsp;

　　無(wú)論是系統(tǒng)震動(dòng)帶來(lái)的外力，還是熱脹冷縮引起的內(nèi)力，甚至是懸掛管道承受的重力，都由連接件傳至方形導(dǎo)軌，避免引起系統(tǒng)的變化，減少對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的影響。 

　　固定系統(tǒng)除了可以起到固定管道，轉(zhuǎn)移管道受力的作用，還有助于增加屋面到水平管的間距，而不影響管道的水平受力。 

　　總而言之，固定系統(tǒng)雖然是虹吸式雨水排放系統(tǒng)的輔助部分，卻起到至關(guān)重要的保護(hù)的作用。

3．虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)的技術(shù)條件

　　3.1 水的持續(xù)流動(dòng)性 

　　在滿(mǎn)足流速大于等于0.7m/s的條件下，保證水流方向的持續(xù)流動(dòng)性是維持虹吸作用的關(guān)鍵。特別是在管道轉(zhuǎn)彎角度相對(duì)較大，甚至呈90o的時(shí)候，很有可能因?yàn)楣軆?nèi)流速的突然下降而引起虹吸作用被破壞。 

　　因此，當(dāng)水流有90o的方向改變時(shí)，此處彎頭的連接方式，必須注意設(shè)計(jì)一個(gè)銜接管段，以保證流速不會(huì)突然大幅下降，而是維持上升的狀態(tài)，從而整個(gè)虹吸式屋面雨水排放系統(tǒng)得以正常運(yùn)行。 

　　當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)90oT型支管時(shí)，當(dāng)橫管內(nèi)水流以較快的速度沖向管壁突然遇到阻礙，在極短的時(shí)間內(nèi)速度降為零。一方面對(duì)于管壁形成極大的沖擊，另一方面，水流撞擊管壁后又以一個(gè)與初始方向相反的速度，迅速的在管內(nèi)形成回流，這樣，兩股方向相反的水流在管內(nèi)沖撞，很容易形成水塞，阻礙排水管排放，破壞虹吸作用。 

　　因此，必須采用相對(duì)較大的管徑，具體情況可根據(jù)管道的空間和環(huán)境情況來(lái)進(jìn)行選擇。水力情況最好的選擇還是設(shè)計(jì)一個(gè)避免出現(xiàn)90o變化的銜接管段。 

　　3.2 氣水混合流的存在 

　　當(dāng)系統(tǒng)管道內(nèi)形成虹吸作用時(shí)，由于可供使用的管道管徑不一定恰好是計(jì)算所得的管徑尺寸，因此管道內(nèi)部會(huì)有很多溶解在水中的小氣泡，并不是完全理想化的液體單相流。這些微小氣泡在流動(dòng)過(guò)程中會(huì)逐漸釋放，然而這種氣水混合流而非氣水兩相流的流態(tài)，仍可以被看作虹吸作用是允許存在的狀態(tài)，并不影響虹吸作用的形成，也不影響系統(tǒng)的排水能力。 

　　但是，溶解在水中的氣泡并不意味著管道內(nèi)的氣團(tuán)。如果排水管道內(nèi)，中間部分是氣團(tuán)，沿壁部分是水流，這樣就是傳統(tǒng)重力雨水排放系統(tǒng)的管內(nèi)流態(tài)。管道內(nèi)氣團(tuán)的存在，嚴(yán)重影響虹吸作用時(shí)管內(nèi)滿(mǎn)流狀態(tài)的形成，水流在管內(nèi)的充滿(mǎn)度相當(dāng)?shù)停蟠鬁p小了系統(tǒng)的排水能力。 

　　3.3 系統(tǒng)的一體性和密封性 

　　為保證虹吸排水的產(chǎn)生和持續(xù)作用，就要求從雨水斗到管道系統(tǒng)的整套排放系統(tǒng)必須是一體的，各部分緊密相連。 

　　如果雨水斗有一個(gè)完全敞開(kāi)的入口，空氣就會(huì)在水流旋轉(zhuǎn)作用的帶動(dòng)下，從入口出進(jìn)入整個(gè)雨水排放系統(tǒng)，這樣就根本無(wú)法形成滿(mǎn)流的虹吸狀態(tài)，整個(gè)系統(tǒng)也不再是高效的虹吸式排放系統(tǒng)了，實(shí)際上已經(jīng)作為一個(gè)傳統(tǒng)的重力式排水系統(tǒng)在工作了。 

　　但是，重力式排放系統(tǒng)為了達(dá)到比較好的排放效果，在安裝管道時(shí)要求懸吊管的最小坡度為2%。而虹吸式系統(tǒng)的懸吊管安裝坡度為零，沒(méi)有重力勢(shì)能的作用，整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法有效進(jìn)行排水。 

　　因此，只有當(dāng)雨水口的入口處半敞開(kāi)時(shí)，才能有效阻止空氣隨時(shí)進(jìn)入系統(tǒng)，當(dāng)斗前水深滿(mǎn)足一定要求時(shí)，能夠形成水封，完全隔斷空氣，迅速形成虹吸作用。 

　　除了必須保證入口處有效阻止空氣進(jìn)入，還必須保證系統(tǒng)管道中沒(méi)有空氣進(jìn)入。所以，另一個(gè)要求就是系統(tǒng)的完全密封性，要保證管道無(wú)滲漏。 

　　為此，配件連接時(shí)不能采用橡膠密封圈，用承插的方式進(jìn)行連接（見(jiàn)圖9-1）。這樣系統(tǒng)的氣密性很難得到有效保證，容易導(dǎo)致管道滲漏。因?yàn)樵诤缥饔脮r(shí)，管道內(nèi)的管流是壓力流的狀態(tài)，一方面管壁承受壓力，承插口處同樣受壓，容易發(fā)生滲漏；另一方面，一旦發(fā)生滲漏，則管內(nèi)壓力狀態(tài)改變，影響正常的虹吸作用。 

　　3.4 屋面水位 

　　只有當(dāng)屋面水位達(dá)到一定程度時(shí)（根據(jù)不同的雨水斗產(chǎn)品有不同的固定值），整個(gè)系統(tǒng)才真正作為一個(gè)虹吸式雨水排放系統(tǒng)工作。 

　　在某個(gè)持續(xù)的降雨過(guò)程中，開(kāi)始水位低于形成虹吸作用的高度，隨著水位逐漸上升，達(dá)到這一特定值后，系統(tǒng)開(kāi)始形成虹吸作用。水位一直持續(xù)，直到屋面的雨水量小于虹吸系統(tǒng)的排水能力為止。 

　　但是，水位必須嚴(yán)格控制及限定在某一高度，否則屋面上累積的雨水會(huì)對(duì)屋面形成極大的未能預(yù)見(jiàn)的荷載，可能導(dǎo)致屋面結(jié)構(gòu)的變形或者破壞，甚至出現(xiàn)滲漏。 

　　根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)，屋面雨水的水位高度必須限制在55毫米內(nèi)。這個(gè)數(shù)字是長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)和實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)的結(jié)果。 

　　可以將毫米水量換算至每平方米的雨水重量： 

　　由此可知，屋面承受的荷載與毫米水深的關(guān)系。顯而易見(jiàn)，當(dāng)水位大于55毫米時(shí)，會(huì)對(duì)屋面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生相當(dāng)大的重量負(fù)荷。當(dāng)在屋面或天溝設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮到這方面的情況。 

　　尤其對(duì)于天溝來(lái)說(shuō)，水位絕對(duì)不可以超過(guò)55毫米，否則隨著時(shí)間的推移，天溝將會(huì)慢慢變形。對(duì)于排水系統(tǒng)和整個(gè)建筑產(chǎn)生非常大的影響。

4．屋面排水技術(shù)的發(fā)展

　　4.1 重力流技術(shù) 

　　目前國(guó)內(nèi)絕大部分屋面仍采用重力流技術(shù)排水。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)施工方便，造價(jià)低。但隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，這種技術(shù)越來(lái)越難以滿(mǎn)足對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)或大面積屋面對(duì)排水的要求。 

　　在這種背景下，壓力流技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。 

　　4.2 壓力流（虹吸）技術(shù) 

　　4.2.1 重力－壓力流 

　　這種技術(shù)采用下沉式雨水斗，斗前水深較深；計(jì)算流態(tài)為一相流，不考慮滲氣因素。懸吊管為水平安裝，管道結(jié)點(diǎn)即合流交匯點(diǎn)進(jìn)行壓力平衡計(jì)算，但水頭損失計(jì)算以沿程水頭損失為主。由于雨水立管存在壓力零點(diǎn)，這種立管上部也呈負(fù)壓狀態(tài)。管系中的實(shí)際流態(tài)屬于重力－壓力流。整個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)只對(duì)雨水斗有較高要求。 

　　由于計(jì)算不屬于精確計(jì)算范疇，因此產(chǎn)生虹吸的效率較低，系統(tǒng)對(duì)屋面的負(fù)荷要求較大，工作穩(wěn)定性較低，系統(tǒng)壽命難以保障。屬于早期虹吸技術(shù)。 

　　4.2.2 虹吸－壓力流 

　　這是目前國(guó)際上最先進(jìn)的虹吸技術(shù)。 

　　該技術(shù)采用強(qiáng)制虹吸式雨水斗，斗前水深較潛。計(jì)算流態(tài)為汽水混合流，考慮滲氣因素，因此與實(shí)際情況極為接近。懸吊為水平安裝，采用全系統(tǒng)壓力平衡計(jì)算，一般為計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算。管材材質(zhì)，粗糙度和管件的當(dāng)量長(zhǎng)度是計(jì)算重點(diǎn)所在。虹吸會(huì)在一定瞬間激發(fā)。該技術(shù)對(duì)系統(tǒng)的整體性及計(jì)算精度有很高的要求。而計(jì)算精度又與大量的實(shí)驗(yàn)及工程經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)有直接關(guān)系。 

　　該系統(tǒng)產(chǎn)生虹吸的效率很高，系統(tǒng)對(duì)屋面的負(fù)荷要求較小。系統(tǒng)工作穩(wěn)定性高，系統(tǒng)壽命可以充分保障。屬于成熟的虹吸技術(shù)。 

雨水 屋面 系統(tǒng)

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